具有高衍射效率和低雾度的全息聚合物分散液晶混合物

文档序号:1909378 发布日期:2021-11-30 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 具有高衍射效率和低雾度的全息聚合物分散液晶混合物 (Holographic polymer dispersed liquid crystal mixtures with high diffraction efficiency and low haze ) 是由 J·D·沃德恩 S·阿布拉哈姆 于 2020-02-24 设计创作,主要内容包括:示出了根据本发明的各种实施方案的全息聚合物分散液晶材料体系。一个实施方案包括全息聚合物分散液晶配方,其包括单体、光引发剂以及包含三联苯化合物和非三联苯化合物的液晶混合物,该液晶混合物具有至少1:10重量百分比的三联苯化合物对非三联苯化合物的比率,其中光引发剂被配置为促进单体和液晶混合物的光聚合诱导相分离过程。在另一个实施方案中,液晶混合物进一步包括嘧啶化合物,其中液晶混合物具有至少1:10重量百分比的三联苯化合物和嘧啶化合物对非三联苯化合物的比率。在进一步的实施方案中,三联苯化合物对非三联苯化合物的比率为至少1.5:10。(Holographic polymer dispersed liquid crystal material systems according to various embodiments of the present invention are shown. One embodiment includes a holographic polymer dispersed liquid crystal formulation including a monomer, a photoinitiator, and a liquid crystal mixture including a terphenyl compound and a non-terphenyl compound, the liquid crystal mixture having a ratio of terphenyl compound to non-terphenyl compound of at least 1:10 weight percent, wherein the photoinitiator is configured to promote a photopolymerization-induced phase separation process of the monomer and the liquid crystal mixture. In another embodiment, the liquid crystal mixture further comprises a pyrimidine compound, wherein the liquid crystal mixture has a ratio of at least 1:10 weight percent of the terphenyl compound and the pyrimidine compound to the non-terphenyl compound. In further embodiments, the ratio of terphenyl compound to non-terphenyl compound is at least 1.5: 10.)

具有高衍射效率和低雾度的全息聚合物分散液晶混合物

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2019年2月22日提交的题为“具有高衍射效率和低雾度的全息聚合物分散液晶混合物”的美国临时专利申请No.62/808,970的权益和优先权。美国临时专利申请No.62/808,970的公开内容出于所有目的在此通过引用整体并入本文。

发明领域

本发明一般涉及全息聚合物分散液晶材料,并且更具体而言,涉及具有高衍射效率和低雾度的全息聚合物分散液晶材料。

背景技术

波导可被称为具有限制和引导波的能力(即限制波可传播的空间区域)的结构。一个子类包括光波导,其为可引导电磁波(通常为可见光谱中的电磁波)的结构。可设计波导结构以使用多种不同的机制控制波的传播路径。例如,平面波导可设计为利用衍射光栅将入射光衍射并耦合到波导结构中,使得耦合的光可通过全内反射(TIR)在平面结构内继续传播。

波导的制造可包括使用允许在波导内记录全息光学元件的材料体系。一类这种材料包括聚合物分散液晶(PDLC)混合物,其为包含光聚合性单体和液晶的混合物。这种混合物的另一个子类包括全息聚合物分散液晶(HPDLC)混合物。可通过用两束相互相干的激光束照射材料在这种液体混合物中记录诸如体积相位光栅的全息光学元件。在记录过程中,单体聚合,并且混合物经历光聚合诱导的相分离,形成由液晶微滴密集填充的区域,其散布着透明聚合物的区域。交替的富液晶区域和贫液晶区域形成光栅的条纹面。通常称为可切换布拉格光栅(SBG)的最终光栅具有常与体积或布拉格光栅相关的所有性质,但具有更高的折射率调制范围以及在连续范围的衍射效率(衍射到期望方向的入射光的比例)上电调谐光栅的能力。后者可从非衍射(透明)扩展到效率接近100%的衍射。

可考虑将波导光学(诸如上述那些)用于一系列显示器和传感器应用。在许多应用中,可使用各种波导结构和材料体系实现包含一个或多个编码多种光学功能的光栅层的波导,在用于增强现实(AR)和虚拟现实(VR)的近眼显示器,用于道路运输、航空和军事应用的紧凑型平视显示器(HUD)和头盔显示器或头戴显示器(HMD),以及用于生物识别和激光雷达(LIDAR)应用的传感器中实现新的创新。

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